Tetragonales Kristallsystem

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Roter Zirkon (Größe: 1,0 cm) aus Gilgit, Pakistan
Phosgenit, ausgestellt im Royal Ontario Museum

Das Tetragonale Kristallsystem gehört zu den sieben Kristallsystemen in der Kristallographie. Es umfasst alle Punktgruppen, die in genau einer Richtung eine vierzählige Dreh- oder Drehinversionsachse besitzen.

Punktgruppen[Bearbeiten]

Das tetragonale Kristallsystem umfasst die Punktgruppen  \ 4, \, \bar 4, \, 4/m, \, 4 2 2, \, 4 m m, \, \bar 4 2 m und  \  4/m  m m . Sie bilden die tetragonale Kristallfamilie und können mit dem tetragonalen Gittersystem beschrieben werden.

Gittersystem[Bearbeiten]

Das tetragonale Gittersystem hat die Holoedrie \ 4/m m m . Analog zu den anderen wirteligen Kristallsystemen wird die vierzählige Achse in die Richtung der c-Gitterachse gelegt. Wie im monoklinen liegen die beiden anderen Richtungen senkrecht zur c-Achse und müssen – aufgrund der Vierzähligkeit der c-Achse – darüber hinaus auch gleiche Länge besitzen und senkrecht zueinander stehen. Daher gibt es in diesem Kristallsystem nur die beiden Gitterkonstanten a und c und es ergeben sich folgende Bedingungen:

  • a\ = b\ \ne\ c\
  • \alpha\ = \beta\ = \gamma\ = 90^\circ

Bravaisgitter[Bearbeiten]

Im tetragonalen Kristallsystem gibt es zwei Bravaisgitter, das primitive und das innenzentrierte. Das flächenzentrierte Bravaisgitter entspricht nicht der Standardaufstellung, da diese Gitter immer durch ein innenzentriertes Gitter mit halb so großer Elementarzelle beschrieben werden kann. Man erhält das innenzentrierte Gitter aus dem flächenzentrierten, indem man die a-Achsen um 45° um die c-Achse dreht und um den Faktor  \frac{1}{\sqrt {2}} verkleinert.

Beschreibung und physikalische Eigenschaften der tetragonalen Punktgruppen[Bearbeiten]

Zur Beschreibung der tetragonalen Kristallklassen in Hermann-Mauguin-Symbolik werden die Symmetrieoperationen bezüglich vorgegebener Richtungen (Blickrichtungen) im Gittersystem angegeben. Die Blickrichtung des ersten Symbols ist die c-Achse (<001>), des zweiten Symbols die a-Achse (<100>) und des dritten Symbols die Flächendiagonale der c-Fläche (<110>).

Charakteristisch für die tetragonalen Raumgruppen ist eine 4 (4) an erster Stelle, aber keine 3 (3) an der zweiten Stelle des Raumgruppensymbols.

Kristallklassen im tetragonalen Kristallsystem
Kristallklasse Physikalische Eigenschaften Beispiele
Laueklasse Allgemeine Form Schoenflies-Symbol Hermann-Mauguin-Symbol Hermann/Mauguin-Kurzsymbol Raumgruppennummern Enantiomorph Optische Aktivität Pyroelektrizität Piezoelektrizität
 \frac {4}{m}\, tetragonal-pyramidal C4 \ 4 \ 4 \, 75–80 + + + + Pinnoit
tetragonal-disphenoidisch S4 \bar 4\, \bar 4 \, 81–82 + + Schreibersit
tetragonal-dipyramidal C4h \frac {4}{m} \, \ 4/m \, 83–88 Baotit
 \frac {4}{m}\, \frac {2}{m}\, \frac {2}{m}\, tetragonal-trapazoedrisch D4 \ 4 \, 2 \, 2 \, \ 4 2 2 \, 89–98 + + + Maucherit
ditetragonal-pyramidal S4v \ 4\, m\, m\, \ 4 m m \, 99–110 - + + Lenait
tetragonal-scalenoedrisch D2d \bar 4\, 2 \, m \bar 4 2 m \, 111–122 + + Chalkopyrit
ditetragonal-dipyramidal D4h \frac {4}{m}\, \frac {2}{m}\, \frac {2}{m}\, \ 4/m m m\, 123–142 Anatas, Zirkon

Bei den Angaben zu den physikalischen Eigenschaften bedeutet:

  • „−“ Aufgrund der Symmetrie verboten
  • „+“ Aufgrund der Symmetrie erlaubt.

Über die Größenordnung des Effektes kann aufgrund der Symmetrie keine Aussage getroffen werden, man kann aber davon ausgehen, dass dieser Effekt nie exakt verschwinden wird.

Weitere tetragonal kristallisierende chemische Stoffe siehe Kategorie:Tetragonales Kristallsystem

Literatur[Bearbeiten]